Виявлення особливостей агрегатоутворення і кінетики осадження твердої фази бурових стічних вод
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.157242Ключові слова:
коагуляція, флокуляція, очищення бурових стічних вод, агрегатоутворення, міцність флокул, швидкість осіданняАнотація
Досліджено вплив концентрації твердої фази бурових стічних вод на змінення швидкості осідання твердої фази при агрегатоутворенні під час фізико-хімічного методу очистки води з використанням флокулянтів та коагулянтів. Це важливо, тому що зміна концентрації твердої фази у стічній воді є неконтрольованим процесом під час реагентної очистки та суттєво впливає на механізм агрегатоутворення та кінетику осідання твердої фази.
Дослідження проводилися на модельній стічній воді, виготовленій шляхом розбавлення відпрацьованого бурового розчину водопровідною водою. Було встановлено, що застосування флокулянтів без коагулянтів не ефективне і не призводить доагрегатоутворення. Встановлено, що оптимальною дозою коагулянту сульфату алюмінію для порушення стійкості дисперсної системи буровий стічної води є 65 міліграм/г, а збільшення дозування коагулянта не впливає на швидкість осадження пластівців. Серед флокулянтів найбільшу активність проявляє аніонний флокулянт А-19. При згущуванні шламу спостерігається руйнування флокул і за 9 хвилин швидкість осадження флокул знижується вдвічі. Збільшення концентрації флокулянта з 0,8 міліграм/г до 1,6 міліграм/г приводить до збільшення швидкості осадження твердої фази в 2-2,5 разів.
Показано, що концентрація твердої фази впливає на швидкість осадження флокул, оптимальні умови агрегатоутворення спостерігаються за концентрації 4–6 г/л. Механічні дії на агрегати призводять до руйнування флокул залежно від концентрації твердої фази. Встановлено, що зміни в дисперсній системі можна спостерігати за зміною водневого показника, який змінюється залежно від концентрації твердої фази в буровій стічній воді. Зростання концентрації твердої фази з 1 до 10 г/л призводить до зміни рН від 7,2 до 8,3, після введення коагулянта спостерігається зниження рН, а подальше руйнування агрегатів приводить до збільшення водневого показника.
Одержані в результаті досліджень дані і запропонована методика можуть бути використані для підбору оптимальних дозувань реагентів при очищенні бурових стічних водиПосилання
- Ableyeva, I., Plyatsuk, L., Budyonyy, O. (2014). Study of composition and structure of drill cuttings to justify the method choisen for their further recycling. Visnyk Kremenchutskoho natsionalnoho universytetu imeni Mykhaila Ostrohradskoho, 2, 172–178.
- Rykusova, N. (2017). Impact of drilling operations and waste of drilling of oil and gas wells upon natural environment. Bulletin of NTU “KhPI”. Series: Mechanical-technological systems and complexes, 20, 98–102. Available at: http://mtsc.khpi.edu.ua/article/view/109628
- Ferrar, K. J., Michanowicz, D. R., Christen, C. L., Mulcahy, N., Malone, S. L., Sharma, R. K. (2013). Assessment of Effluent Contaminants from Three Facilities Discharging Marcellus Shale Wastewater to Surface Waters in Pennsylvania. Environmental Science & Technology, 47 (7), 3472–3481. doi: https://doi.org/10.1021/es301411q
- Mishra, S., Dwivedi, S. P., Singh, R. B. (2010). A Review on Epigenetic Effect of Heavy Metal Carcinogens on Human Health. The Open Nutraceuticals Journal, 3 (1), 188–193. doi: https://doi.org/10.2174/18763960010030100188
- Pukish, A. V., Semchuk, Ya. M. (2007). Doslidzhennia khimichnoho skladu ta fizyko-khimichnykh vlastyvostei burovykh stichnykh vod. Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch, 1 (22), 141–144.
- Kolesnik, V. Yu. (2014). Stochnye vody pri burenii, dobyche, transporte i hranenii nefti i gaza. Ekologiya i zashchita okruzhayushchey sredy: sb. tez. dokl. Mezhdunar. nauch.-prakt. konf. Minsk, 127–130. Available at: http://elib.bsu.by/handle/123456789/104519
- Shabanova, S. V., Golofaeva, A. S., Serdyukova, E. A., Mozalova, N. P. (2015). Zagryaznenie okruzhayushchey sredy predpriyatiyami neftegazovogo kompleksa Orenburgskoy oblasti. Sovremennye tendencii razvitiya nauki i tekhnologiy, 9, 27–29.
- Rykusova, N. (2018). Suchasni metody pererobky ta utylizatsiyi vidkhodiv burinnia naftohazovykh sverdlovyn. Ekolohichni nauky, 2 (1 (20)), 130–135. Available at: http://ecoj.dea.kiev.ua/archives/2018/1/part_2/29.pdf
- Wang, F., Zou, J., Zhu, H., Han, K., Fan, J. (2010). Preparation of High Effective Flocculant for High Density Waste Drilling Mud. Journal of Environmental Protection, 01 (02), 179–182. doi: https://doi.org/10.4236/jep.2010.12022
- Lee, K. E., Morad, N., Teng, T. T., Poh, B. T. (2012). Development, characterization and the application of hybrid materials in coagulation/flocculation of wastewater: A review. Chemical Engineering Journal, 203, 370–386. doi: https://doi.org/10.1016/j.cej.2012.06.109
- Guo, J., Cui, Y., Cao, J. (2013). Treatment of drilling wastewater from a sulfonated mud system. Petroleum Science, 10 (1), 106–111. doi: https://doi.org/10.1007/s12182-013-0256-7
- Loginov, M., Citeau, M., Lebovka, N., Vorobiev, E. (2013). Electro-dewatering of drilling sludge with liming and electrode heating. Separation and Purification Technology, 104, 89–99. doi: https://doi.org/10.1016/j.seppur.2012.11.021
- Shkop, A., Tseitlin, M., Shestopalov, O. (2016). Exploring the ways to intensify the dewatering process of polydisperse suspensions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (10 (84)), 35–40. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2016.86085
- Barany, S., Meszaros, R., Kozakova, I., Skvarla, I. (2009). Kinetics and mechanism of flocculation of bentonite and kaolin suspensions with polyelectrolytes and the strength of floccs. Colloid Journal, 71 (3), 285–292. doi: https://doi.org/10.1134/s1061933x09030016
- Barbot, E., Dussouillez, P., Bottero, J. Y., Moulin, P. (2010). Coagulation of bentonite suspension by polyelectrolytes or ferric chloride: Floc breakage and reformation. Chemical Engineering Journal, 156 (1), 83–91. doi: https://doi.org/10.1016/j.cej.2009.10.001
- Shkop, A., Tseitlin, M., Shestopalov, O., Raiko, V. (2017). Study of the strength of flocculated structures of polydispersed coal suspensions. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1 (10 (85)), 20–26. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.91031
- Layeuskaya, E. V., Vorobieva, E. V., Krutko, N. P., Vorobiev, P. D., Cherednichenko, D. V., Naskovets, M. T. (2016). Structurization of saline clay dispersions flocculated by polyacrylamide. Proceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, chemical series, 4, 102–109.
- Wei, Y., Dong, X., Ding, A., Xie, D. (2016). Characterization and coagulation–flocculation behavior of an inorganic polymer coagulant – poly-ferric-zinc-sulfate. Journal of the Taiwan Institute of Chemical Engineers, 58, 351–356. doi: https://doi.org/10.1016/j.jtice.2015.06.004
- Proskurina, V. E., Shabrova, E. S., Fatkullina, E. D., Rahmatullina, A. P. (2016). Sedimentaciya suspenzii bentonitovoy gliny s uchastiem anionnyh gibridnyh flokulyantov. Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta, 19 (15), 33–35.
- Nanko, M. (2009). Definitions and categories of hybrid materials. The AZo Journal of Materials Online, 6, 1–8.
- Shkop, A., Tseitlin, M., Shestopalov, O., Raiko, V. (2017). A study of the flocculs strength of polydisperse coal suspensions to mechanical influences. EUREKA: Physics and Engineering, 1, 13–20. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2017.00268
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Oleksii Shestopalov, Nadegda Rykusova, Oksana Hetta, Valeriia Ananieva, Oleksandr Chynchyk
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
